24G放大器電路原理圖

2.4G射頻雙向功放的設(shè)計與實現(xiàn)(1-1)來實現(xiàn)。前者實現(xiàn)本錢較高，而后者則相對較廉價，且簡潔實現(xiàn)離都比較小，而且實現(xiàn)雙向收發(fā)的比較少。本文主要爭論的是距離擴展射頻前端的方案與實現(xiàn)，同時實現(xiàn)了雙向收發(fā)，最終成果可以直接應用于與IEEE802.11b/g兼容的無線通信系統(tǒng)中。雙向功率放大器的設(shè)計雙向功率放大器設(shè)計指標：工作頻率：2400MHz～2483MHz最大輸出功率：+30dBm〔1W〕放射增益：≥27dB接收增益：≥14dB接收端噪聲系數(shù)：<3.5dB頻率響應：<±1dB輸入端最小輸入功率門限：<?15dBm具有收發(fā)指示功能具有電源極性反接保護功能依據(jù)時分雙工TDD的工作原理，收發(fā)是分開進展的，因此可以得出承受圖1的功放整體框圖。功率檢波器信號輸入端接在RF時，功率檢波器檢測到無線收發(fā)器發(fā)出的信號，產(chǎn)生開關(guān)切換信號掌握RF開關(guān)打向放射PA通路，LNA檢波器由于定向耦合器的單方向性而根本沒有輸入信號，這時通過開關(guān)切換信號將RF開關(guān)切換到LNA通路，PA通路斷開，此時雙向功率放大器處在接收狀態(tài)。下面介紹重點部位的設(shè)計：放射功率放大〔PA〕電路放射功率放大電路的作用是將無線收發(fā)器輸入功率放大以到達期望輸出功率微波集成電路〔MMIC〕作為功率放大器件，并承受兩級級聯(lián)的方式來同時到達最大輸出功率與增益的要求。前級功率放大芯片選擇 RFMD公司的RF5189，該芯片主要應用在IEEE802.11bWLAN2.4GHzISM頻段商用及消費類電子無線局域網(wǎng)系統(tǒng)擴頻與MMDS系統(tǒng)等等。RF5189的增益可以通過VREG引腳電壓掌握，在本設(shè)計中VREG電壓取+3V，使RF5189具有最大增益。RF5189在2.412GHz~2.482GHz頻段增益變化幅度約為0.6dB，線性度較高由于RF5189片內(nèi)集成了輸入輸出端口的匹配電路與RF隔直電容所以RF5189輸入輸出端直接加特性阻抗為50Ω的傳輸線進展信號的傳輸。應用電路如圖2。其次級功率放大芯片承受RFMD公司的RF2126RF2126的功率掌握端接到RF5189功率掌握50Ω，Q值高，等效串連阻抗ESRAT公司的TC100AQ值>10000@1MHz3。低噪聲放大〔LNA〕電路的設(shè)計低噪聲放大芯片選擇Hittite公司的HMC286E。HMC286E2.3GHz~2.5GHz的擴頻系統(tǒng)設(shè)計的低噪聲放大器LN+3V供電狀況下可以供給19dB信號增益和1.7dB的低噪聲系數(shù)，并且耗電僅8.5mA2.4GHz時的一階增益壓縮點〔P1dB〕是+6dBm，三階交調(diào)截取點〔IP3〕是+12dBm。在接收低噪聲放大器〔LNA〕輸入端加一級帶通濾波器，考慮到實際功放尺寸的限制，本〔LTCC，Low-TemperatureCofiredCeramics〕帶通濾波器BF2520-B2R4CAC1.5dB。BF2520-B2R4CAC帶通濾波器S4所示。收發(fā)切換電路的設(shè)計TDDRF收發(fā)器端和天線端各加一個射頻單刀雙擲〔SPDT〕開關(guān)。直接承受SkyWorksGaAsSPDT開關(guān)芯片AS179-92。該芯片0.4db10ns。功率檢測電路的設(shè)計切換掌握信號通過對功率檢波器輸出信號整形變換得到發(fā)掌握至關(guān)重要。功率檢測芯片選擇Linear公司的LT5534ESC6。為了不使在接收狀態(tài)下，接收功率較大時功率檢波器輸出大電壓值的特性阻抗，因此功率檢波器RF輸入端不直接接在功率放大器信號輸入端，而是承受微帶線定向耦合器從RF器用ADS2023A的無源電路設(shè)計向?qū)А睵assiveCircuitDesignGuide〕來設(shè)計。對設(shè)計出來的耦合微帶線定向耦合器進展S5。2.45GHz處，S11=?36.85dB，S21=?0.19dB，S31=?22.70dB，S41=?15.08dB。所以方向性系數(shù)D=5.62dB。W=56milS=20milL=650mil。電平平移與驅(qū)動電路的設(shè)計功率檢測電路輸出的是一個接近線性的電壓信號而不是規(guī)律凹凸電平信號RF開關(guān)。因此需要一個電平平移與驅(qū)動電路來將單一的初始掌握信號變成穩(wěn)定的驅(qū)動力量強的一對反相的掌握信號。所以電路承受一個三極管9011和一個雙P溝道場效應管RF1K490936所示。雙向功率放大器的測試由于所設(shè)計的雙向功率放大器是特地針對擴頻通信系統(tǒng)的，所以輸入輸出信號都是擴頻信域測試方法。這里主要介紹承受頻域測試方法來對雙向功率放大器進展測試。端口S參數(shù)的測試承受安利公司的Anritsu37269C2.4GHz~2.5GHz頻段S參數(shù)數(shù)據(jù)1?；夭〒p耗〔RL〕=?10log10[(反射功率)/(入射功率)](dB)S11即為功率放大器輸入端的回波損耗，?S22即為功率放大器輸出端的回波損耗。放射功率放大增益測試測試信源承受自行設(shè)計的ZigBee2.4GISM〔DSSS〕信號。預先測出自制信源模塊輸出功率為：Pin=?9.2dBm。7所示。8所示。經(jīng)過功率放大器后輸出功率為：POUT=18.8dBm，所以前向增益為:G_{F}=Pout-Pin=18.8-(-9.2)=28dB放射輸入信號最小功率門限的測試雙向功放輸入端接AgilentE8257D(250kHz～40GHz)PSG。測得最小功率門限為PINMIN=?21.5dBm。接收信號放大增益測試2。相鄰信道功率比〔ACPR〕測量計算公式為ACPR=\frac{P_{ac}}{P_{mc}}(dBc)對于信號源輸出頻譜〔圖：相鄰信道功率比〔AdjacentChannelPowerRatio〕=40dBc相間信道功率比〔AlternateChannelPowerRatio〕=59.6dBc對于雙向功率放大器輸出頻譜：相鄰信道功率比〔AdjacentChannelPowerRatio〕=39.3dBc相間信道功率比〔AlternateChannelPowerRatio〕=62.8dBc整體電路工作電流測試放射狀態(tài)雙向功放輸入端輸入9dBm2.45GHz信號，測試整機電流I=573mA接收狀態(tài)50dBm2.45GHz信號，測試整機電流I=52mA所設(shè)計的雙向功率放大器處在接收狀態(tài)時通過掌握放射功率放大模塊的偏置電壓使其均處在省電狀態(tài)，大大減小了接收狀態(tài)下的功耗。結(jié)論目前國內(nèi)針對個人無線局域網(wǎng)的射頻功率放大器的相關(guān)資料